Metodologia de Pesquisa para Ciência da Computação. Prof. Anderson Almeida Ferreira PCC103 (Waslawick, 2009) Cap. 1 e 2

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1 Metodologia de Pesquisa para Ciência da Computação Prof. Anderson Almeida Ferreira PCC103 (Waslawick, 2009) Cap. 1 e 2

2 Introdução Extraído do livro Waslawick, R.S. Metodologia de Pesquisa para a Ciência da Computação, Elsevier, Era uma vez um aluno de mestrado que queria fazer uma dissertação. Ele pensou um pouco sobre o assunto, olhou ao redor e resolveu que havia um problema relevante em sua cidade que ele poderia resolver durante seu mestrado. O problema era o seguinte: havia um rio cortando a cidade ao meio e não havia forma segura de atravessá-lo.

3 Introdução Disposto a resolver o problema, o aluno conseguiu convencer seu orientador de que teriam material para um dissertação e começou a trabalhar. Primeiramente, estudou tudo o que podia sobre rios. À medida que estudava, foi escrevendo um capítulo de revisão bibliográfica. Escreveu sobre água, citou a criação dos oceanos de acordo com o Gênesis, escreveu sobre molécula de água e seus componentes, sobre as diferente maneiras como os rios desembocam no oceano (incluindo um estudo detalhado sobre os mais importantes deltas do mundo e sua história) e finalmente concluiu com um pequeno tratado sobre como a gravidade atrai as moléculas de água para o centro da Terra, produzindo, assim, a correnteza dos rios.

4 Introdução Encerrada essa parte da pesquisa, o aluno deparou-se com o problema em si, que era a inexistência de um meio para cruzar o rio. Pensando um pouco sobre o assunto, ele se lembrou de um instrumento sobre o qual já tinha ouvido falar e que servia para levar objetos de um ponto A para um ponto B. Esse instrumento era a catapulta.

5 Introdução Escolhida a ferramenta de trabalho, o aluno passou a planejar os experimentos. Inicialmente transportou 100 indivíduos de um lado para o outro do rio usando a catapulta. Desses indivíduos, 95 não sobreviveram ao experimento. O aluno concluiu que a eficácia do instrumento era, portanto, de apenas 5%, e que haveria grandes possibilidades de melhoria. Potanto, o tema era promissor.

6 Introdução Como segundo experimento, o aluno entregou um paraquedas a cada uma de suas cobaias e fez o teste com mais 100 indivíduos. Observou que: cerca de 20% dos indivíduos se assustavam durante a travessia e abriam o paraquedas antes da hora; cerca de 30% dos indivíduos se assustavam durante a travessia e esqueciam de abrir o paraquedas Habilmente, concluiu que houve uma melhora no experimento, pois o índice de sucesso passou de 5% para aproximadamente 50%, o que é uma melhora substancial.

7 Introdução Não satisfeito, o aluno resolveu testar outra abordagem para melhorar o sistema. Eliminou o uso do paraquedas, que causava pelo menos 20% de perda sobre o rio e instalou um colchão de ar na margem oposta. Realizou um novo este com mais 100 indivíduos e verificou que 95% das vezes os indivíduos sobreviviam à travessia, sendo que apenas 5% dos casos aterrissaram fora do colchão de ar.

8 Introdução Nesse momento, já satisfeito com os resultados, o aluno encerrou os experimentos (até porque estava ficando difícil encontrar voluntários). Como trabalho futuro ele já havia pensado em propor um algoritmo de cálculo da velocidade da catapulta baseado no peso do passageiro e no seu índice de pânico, com vistas a diminuir ainda mais a taxa de erro observada. Ele não ia programar esse algoritmo porque não teria tempo. Escreveu, portanto, o capítulo do desenvolvimento e entregou o texto para o orientador, sendo que só faltava escrever as conclusões e o resumo.

9 Introdução O aluno foi reprovado. O aluno não voltou a entrar em contato com seu orientador; Não realizou uma revisão bibliográfica adequada; Ele escolheu uma ferramenta e começou a trabalhar com ela uma justificativa adequada; Seus resultados consistem na comparação do seu trabalho com seu próprio trabalho; Escolheu como problema alvo algo que observou apenas em sua cidade.

10 Estilos de Pesquisa Correntes em Computação É uma área nova no campo das ciências e que está em franco desenvolvimento. Ciência da Computação é uma ciência do artificial. Permeia praticamente todas as atividades humanas. Estilos de pesquisa ainda são variados. Origem dos cursos é heterogênea.

11 Classificação de Estilos de Pesquisa em Computação Apresentação de um produto. Apresentação de algo diferente. Apresentação de algo presumivelmente melhor. Apresentação de algo reconhecidamente melhor. Apresentação de uma prova.

12 Apresentação de um Produto Pesquisa eminentemente exploratória Difícil comparar com trabalhos anteriores Resumo do trabalho: "Fiz algo novo. Eis meu produto. Não passam em áreas maduras. Pode ser apropriado para workshops de ferramentas.

13 Apresentação de um Produto Exemplos: Um novo método para análise de sistemas dificilmente seria aceito em um evento de Engenharia de Software, a não ser que sejam apresentados os problemas com os velhos métodos e como o seu os resolvem. Apresentar uma ferramenta ou protótipo. Se estiver trabalhando em uma área nova, deve-se demonstrar que está resolvendo um problema relevante.

14 Apresentação de Algo Diferente Apresentação de uma forma diferente de resolver um problema. Característico de áreas emergentes. Não há rigor científico na apresentação dos resultados. Comparações, se houver, são muito mais qualitativas do que quantitativas. Estudos de caso usualmente não prova, mas pode ajudar a convencer.

15 Apresentação de Algo Diferente Típico de áreas onde é difícil conseguir dados e efetuar análise empírica. Deve-se ter uma boa hipótese de trabalho, uma boa teoria construída para sustentá-la e uma boa argumentação. Segundo Wikipedia (2013), Uma hipótese é uma formulação provisória, com intenções de ser posteriormente demonstrada ou verificada, constituindo uma suposição admissível.

16 Apresentação de Algo Diferente A hipótese norteia o trabalho de pesquisa. Uma forma de aumentar a chance de sucesso é estruturar o trabalho na forma de tabela. Faça uma boa pesquisa bibliográfica. Analise as diferentes propriedades de cada abordagem. Pode-se criar ou definir um novo que abranja todas as propriedades.

17 Tabela de características Característica 1 Característica 2 Característica 3 Característica 4 Artefato 1 X X Artefato 2 X X Artefato 3 X X X Novo Artefato X X X X As avaliações devem se reproduzíveis por avaliadores independentes

18 Apresentação de Algo Presumivelmente Melhor Exige comparação com a literatura. Na falta de benchmarks, o próprio autor cria seus testes. Trabalho extra e possibilidade de introdução de erros. Importante ter uma métrica clara. Deve-se comparar com o estado da arte

19 Apresentação de Algo Presumivelmente Melhor Não é necessário ser melhor em todas as situações. Deve-se deixar claro as situações em que é melhor.

20 Apresentação de Algo Reconhecidamente Melhor Apresentação de dados empíricos é relevante. Analisado através de testes padronizados reconhecidos internacionalmente. Não precisar testar outras abordagens. O trabalho se concentra na elaboração da hipótese e não na busca dos dados.

21 Apresentação de Algo Reconhecidamente Melhor Supõe-se que após a publicação dos resultados ninguém mais possa ignorar esta nova abordagem em função das vantagens que ela oferece em relação às anteriores. Se a nova abordagem for superior às anteriores, ela será considerada como estado da arte. Não poderá ser ignorada. Avançar o estado da arte.

22 Apresentação de Algo Reconhecidamente Melhor É fácil de ser executada. A dificuldade é encontrar uma boa hipótese de trabalho, que faça sentido e seja promissora. Pode ser de muita valia o conhecimento em outras áreas.

23 Apresentação de uma Prova Deve-se construir uma teoria (conjunto de definições) e uma prova formal de seus principais teoremas. Típico das subáreas ligadas à Lógica e Matemática.

24 Classificação das formas de pesquisa Formal - Lógica Empírica - Estatística Exploratória - Estudos de caso, argumentação e convencimento.

25 Próxima Aula Resenha do artigo: Should Computer Scientists Experiment More?